Digitalisering heeft zijn weg gevonden naar de houtbouw, waarbij hele elementen al worden gefabriceerd door computerondersteunde systemen. De grondstof wordt door de machines op maat gesneden, maar in de meeste gevallen moet het nog steeds handmatig worden gemonteerd om een ​​vlak frame te maken. Vroeger, dit fabricageproces kwam met veel geometrische beperkingen.

Onder auspiciën van het National Center of Competence in Research (NCCR) Digital Fabrication, onderzoekers van de leerstoel voor architectuur en digitale fabricage van ETH Zürich hebben een nieuwe, digitale houtconstructiemethode die het scala aan mogelijkheden voor traditionele houtskeletbouw uitbreidt door de efficiënte constructie en montage van geometrisch complexe houtmodules mogelijk te maken. Spatial Timber Assemblies is voortgekomen uit een nauwe samenwerking met Erne AG Holzbau en zal voor het eerst worden gebruikt in het DFAB HOUSE-project op de onderzoeks- en innovatiebouwplaats Empa en Eawag NEST in Dübendorf. Het is ook het eerste grootschalige architecturale project dat gebruikmaakt van de constructierobots die zijn ontwikkeld door het nieuwe Robotic Fabrication Laboratory van ETH Zürich.

Met robotprecisie

De robot pakt eerst een houten balk en leidt deze terwijl deze op maat wordt gezaagd. Na een automatische gereedschapswissel, een tweede robot boort de benodigde gaten voor het verbinden van de balken. In de laatste stap, de twee robots werken samen en positioneren de balken in de precieze ruimtelijke ordening op basis van de computerlay-out. Om botsingen bij het positioneren van de afzonderlijke houten balken te voorkomen, de onderzoekers hebben een algoritme ontwikkeld dat het bewegingspad van de robots voortdurend herberekent volgens de huidige staat van constructie. Werknemers schroeven de balken vervolgens handmatig aan elkaar.

Langer durend, meer individuele constructie

In tegenstelling tot traditionele houtskeletbouw, Spatial Timber Assemblies kan zonder wapeningsplaten omdat de vereiste stijfheid en draagkracht voortkomen uit de geometrische constructie. Dit bespaart niet alleen materiaal; het opent ook nieuwe creatieve mogelijkheden. In totaal zes ruimtelijke, Voor het eerst worden geometrisch unieke houtmodules op deze manier geprefabriceerd. Vrachtwagens vervoeren ze vervolgens naar de bouwplaats van DFAB HOUSE aan de NEST in Dübendorf, waar ze zullen worden samengevoegd om een ​​wooneenheid van twee verdiepingen te bouwen met meer dan 100 m2 vloeroppervlak. De complexe geometrie van de houtconstructie blijft zichtbaar achter een transparante membraangevel.

Geïntegreerde digitale architectuur

De robots gebruiken informatie uit een computerondersteund ontwerpmodel om de houten balken te zagen en te rangschikken. Deze methode is speciaal ontwikkeld tijdens het project en maakt gebruik van verschillende invoerparameters om een ​​geometrie te creëren die in totaal uit 487 houten balken bestaat.

Het feit dat Spatial Timber Assemblies wordt gebruikt voor digitale fabricage en ook voor ontwerp en planning biedt volgens Matthias Kohler een groot voordeel, Hoogleraar architectuur en digitale fabricage aan de ETH Zürich en de man die het DFAB HOUSE-project leidt:"Als er een wijziging wordt aangebracht in het project in het algemeen, het computermodel kan voortdurend worden aangepast aan de nieuwe eisen. Dit soort geïntegreerde digitale architectuur dicht de kloof tussen ontwerp, plannen en uitvoeren."

Een succesvol concept voor het delen van kennis

ETH Zürich heeft al een succesvolle samenwerking met Erne AG Holzbau afgerond op het door robots gebouwde houten dak van het Arch_Tech_Lab op de Hönggerberg-campus. Dankzij Spatial Timber Assemblies, de expertise van het bedrijf op het gebied van houtbouw zal opnieuw een bijdrage leveren aan het ETH-onderzoek.

Kohler gelooft in het synergie-effect dat het partnerschap teweegbrengt:"Digitale fabricage is afhankelijk van de enorme expertise die vereist is voor vakmanschap. digitalisering kan vakmanschap verbeteren en nieuwe kansen bieden." Kohler zegt ook dat het feit dat wetenschappelijke disciplines hand in hand gaan met de industrie essentieel is als technologieën na zo'n korte tijd in echte architectuurprojecten moeten worden gebruikt.